เขื่อนซานเสียต้าป้าทำให้ความยาวของวันเปลี่ยนจริงหรือไม่

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

กำแพงคอนกรีตยาวสุดสายตาขวางแม่น้ำแยงซีเกียง พร้อมน้ำมหาศาลที่ถูกกักไว้ด้านหลัง ภาพของเขื่อนซานเสียต้าป้าในจีนดูใหญ่พอจะเปลี่ยนภูมิประเทศได้อยู่แล้ว แต่มีคำกล่าวที่ฟังเกินจริงกว่านั้นอีกขั้นว่า เขื่อนนี้ทำให้โลกหมุนช้าลงและทำให้เวลาเปลี่ยนไป

คำตอบคือ มีผลตามหลักฟิสิกส์จริง แต่เล็กจนนาฬิกาทุกเรือนไม่อาจรับรู้ได้ และตัวเลขที่มักถูกเล่าต่อกันควรเข้าใจให้ตรงความหมาย

เขื่อนยักษ์ที่ย้ายมวลน้ำระดับมหาศาล

เขื่อนซานเสียต้าป้ากั้นแม่น้ำแยงซีเกียงใกล้เมืองอี๋ชาง มณฑลหูเป่ย์ ตัวเขื่อนยาวราว 2,309 เมตร โครงการมีอ่างเก็บน้ำความจุรวมประมาณ 39.3 พันล้านลูกบาศก์เมตร หากคิดว่าน้ำ 1 ลูกบาศก์เมตรมีมวลใกล้ 1,000 กิโลกรัม ปริมาณนี้เทียบได้กับน้ำราว 39.3 ล้านล้านกิโลกรัม

ระดับกักเก็บปกติอยู่ที่ประมาณ 175 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล น้ำจำนวนมากจึงไม่ได้อยู่ในตำแหน่งเดิมตามแนวแม่น้ำ แต่ถูกกระจายออกไปในอ่างเก็บน้ำที่ยาวหลายร้อยกิโลเมตร การย้ายมวลระดับนี้เพียงพอให้วัดผลในแบบจำลองการหมุนของโลกได้

ทำไมย้ายน้ำแล้วเกี่ยวกับการหมุนของโลก

หลักคิดเดียวกับนักสเก็ตที่กางแขนแล้วหมุนช้าลง เมื่อมวลอยู่ห่างจากแกนหมุนมากขึ้น ค่าที่เรียกว่า โมเมนต์ความเฉื่อย จะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย หากไม่มีแรงบิดภายนอกมาหักล้าง อัตราการหมุนก็ต้องลดลงเล็กน้อยเพื่อรักษาโมเมนตัมเชิงมุม

น้ำในอ่างเก็บน้ำไม่ได้ถูกยกขึ้น 175 เมตรทั้งหมดแบบเป็นก้อนเดียว และโลกก็ไม่ใช่ลูกบอลแข็งเกร็ง การคำนวณจึงต้องดูตำแหน่งละติจูด รูปร่างโลก และการกระจายของน้ำร่วมกัน ผลลัพธ์จึงเล็กมากเมื่อเทียบกับมวลของโลกทั้งใบ

NASA พูดไว้ว่าอย่างไร

บทความของห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนไอพ่นของ NASA เมื่อปี 2005 ยกอ่างเก็บน้ำสามผาเป็นกรณีเปรียบเทียบในการอธิบายผลของแผ่นดินไหวสุมาตรา-อันดามัน เนื้อหาระบุว่า หากอ่างเก็บน้ำเต็ม น้ำราว 40 ลูกบาศก์กิโลเมตรจะทำให้ความยาวของวันเพิ่มขึ้นประมาณ 0.06 ไมโครวินาที และตำแหน่งขั้วโลกเลื่อนราว 2 เซนติเมตร

จุดสำคัญคือ นี่เป็น ค่าประมาณจากการคำนวณทางฟิสิกส์ ไม่ใช่การประกาศว่าเขื่อนทำให้เวลาของโลกสะสมช้าลงวันละ 0.06 ไมโครวินาทีทุกวัน เมื่อกักน้ำถึงระดับหนึ่ง ผลคือความยาวของวันเปลี่ยนไปประมาณ 0.06 ไมโครวินาทีจากสภาพก่อนย้ายมวล ไม่ได้บวกเพิ่มซ้ำเข้าไปทุก 24 ชั่วโมง

หนึ่งไมโครวินาทีเท่ากับหนึ่งในล้านวินาที ดังนั้น 0.06 ไมโครวินาทีคือ 60 นาโนวินาที หรือ 0.00000006 วินาทีต่อวัน ผลนี้เล็กกว่าความผันผวนตามธรรมชาติของการหมุนโลกจากมหาสมุทร บรรยากาศ กระแสน้ำ และการเคลื่อนที่ภายในโลกมาก และไม่ทำให้มนุษย์แก่ช้าลงหรือทำให้นาฬิกาเดินผิดจนรู้สึกได้

เขื่อนเปลี่ยนโลกในความหมายที่จับต้องได้กว่า

สิ่งที่เห็นผลชัดกว่าคือการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ การควบคุมน้ำหลาก และการเดินเรือในแม่น้ำแยงซีเกียง รัฐบาลจีนระบุในปี 2024 ว่าโครงการผลิตไฟฟ้าสะสมเกิน 1.7 ล้านล้านกิโลวัตต์ชั่วโมงแล้ว และยังระบุว่าเป็นโครงการพลังน้ำขนาดใหญ่ที่สุดของโลก

ดังนั้นประโยคว่า “เขื่อนทำให้โลกหมุนช้าลง” ไม่ใช่เรื่องแต่ง แต่ต้องเติมคำว่า เล็กมากและเป็นผลจากการกระจายมวลน้ำ เข้าไปด้วย เขื่อนไม่ได้หยุดโลก ไม่ได้เปลี่ยนเวลาในชีวิตประจำวัน ทว่ามันเป็นตัวอย่างน่าทึ่งว่า สิ่งก่อสร้างของมนุษย์ขนาดมหึมาสามารถทิ้งร่องรอยไว้แม้กระทั่งในสมการการหมุนของดาวเคราะห์ได้